Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đặc trưng cấu trúc SNP haplotype trong các gen chemokine và chemokine receptor sử dụng phả hệ CEPH và ước lượng thống kê
Tóm tắt
Các tín hiệu chemokine và các thụ thể bề mặt tế bào của chúng là những yếu tố điều hòa quan trọng trong bệnh HIV-1 và ung thư. Để hỗ trợ các nghiên cứu liên kết ca/bệnh trong tương lai, mục tiêu là xác định thêm cấu trúc haplotype của sự biến đổi trong các gen chemokine và thụ thể chemokine. Để thực hiện phân tích haplotype trong một nghiên cứu liên kết dựa trên quần thể, các haplotype phải được xác định bằng cách ước lượng, trong trường hợp không có thông tin gia đình hoặc các phương pháp phòng thí nghiệm để xác lập giai đoạn. Ở đây, chúng tôi kiểm tra độ chính xác của các ước lượng về tần suất haplotype và liên kết không bình thường bằng cách so sánh các haplotype ước lượng được tạo ra bằng thuật toán tối đa hóa kỳ vọng (EM) với các haplotype được xác định từ dữ liệu phả hệ của Trung tâm Nghiên cứu Đa hình Nhân loại (CEPH). Để thực hiện điều này, họ đã xác định các haplotype bao gồm các alen tại 11 vị trí biallelic trong bốn gen thụ thể chemokine (CCR3, CCR2, CCR5 và CCRL2), trải dài 150 kb trên nhiễm sắc thể 3p21, và haplotype ở chín vị trí biallelic trong sáu gen chemokine [MCP-1(CCL2), Eotaxin(CCL11), RANTES(CCL5), MPIF-1(CCL23), PARC(CCL18) và MIP-1α(CCL3)] trên nhiễm sắc thể 17q11-12. Bốn mươi gia đình CEPH nhiều thế hệ, tổng cộng 489 cá thể, đã được phân tích gen bằng thử nghiệm TaqMan 5'-nuclease. Các haplotype đã phân đoạn và các haplotype ước lượng từ các kiểu gen không phân đoạn được so sánh ở 103 ông bà được giả sử kết hợp một cách ngẫu nhiên. Đối với dữ liệu SNP trên 3p21, các haplotype được xác định bằng phân tích phả hệ và các haplotype được tạo ra bởi thuật toán EM gần như giống hệt nhau. Liên kết không bình thường, được đo bằng thống kê D', gần như đạt cực đại trên toàn bộ khu vực 150 kb, với bất bình thường hoàn toàn duy trì tại các cực giữa CCR3-Y17Y và CCRL2-1243V. Các giá trị D' được tính từ các haplotype ước lượng trên 3p21 có sự tương đồng cao với các so sánh theo cặp giữa các nhiễm sắc thể được phân đoạn theo phả hệ. Ngược lại, có ít sự đồng thuận hơn giữa các phân tích tần suất haplotype và liên kết không bình thường khi sử dụng các haplotype ước lượng so với haplotype phân đoạn theo phả hệ của các SNP trên nhiễm sắc thể 17q11-12. Những kết quả này cho thấy, trong khi việc ước lượng tần suất haplotype và liên kết không bình thường có thể tương đối đơn giản trong cụm thụ thể chemokine 3p21 trong các mẫu quần thể, môi trường phức tạp hơn trên nhiễm sắc thể 17q11-12 sẽ yêu cầu phân tích haplotype độ phân giải cao hơn.
Từ khóa
#chemokine #thụ thể chemokine #haplotype #gen #HIV-1 #ung thư #liên kết không bình thường #phân tích phả hệ #CEPHTài liệu tham khảo
Bazan JF, Bacon KB, Hardiman G, et al: 'A new class of membrane-bound chemokine with a CX3C motif'. Nature. 1997, 385: 640-644. 10.1038/385640a0.
Pan Y, Lloyd C, Zhou W, et al: 'Neurotactin, a membrane-anchored chemokine upregulated in brain inflammation [published erratum appears in Nature (1997), Vol. 389, p.100]'. Nature. 1997, 387: 611-617. 10.1038/42491.
Yoshida T, Imai T, Kakizaki H, et al: 'Molecular cloning of a novel C or gamma type chemokine, SCM-1'. FEBS Lett. 1995, 360: 155-159. 10.1016/0014-5793(95)00093-O.
Yoshida T, Imai T, Kakizaki H, et al: 'Identification of single C motif-1/lymphotactin receptor XCR1'. J Biol Chem. 1998, 273: 16551-16554. 10.1074/jbc.273.26.16551.
Cocchi F, DeVico AL, Garzino-Demo A, et al: 'Identification of RANTES, MIP-1 alpha, and MIP-1 beta as the major HIV-suppressive factors produced by CD8 + T cells'. Science. 1995, 270: 1811-1815. 10.1126/science.270.5243.1811.
Dean M, Carrington M, Winkler C, et al: 'Genetic restriction of HIV-1 infection and progression to AIDS by a deletion allele of the CKR5 structural gene. Hemophilia Growth and Development Study, Multicenter AIDS Cohort Study, Multicenter Hemophilia Cohort Study, San Francisco City Cohort, ALIVE Study'. Science. 1996, 273: 1856-1862. 10.1126/science.273.5283.1856.
Smith MW, Carrington M, Winkler C, et al: 'CCR2 chemokine receptor and AIDS progression'. Nat Med. 1997, 3: 1052-1053.
Kostrikis LS, Huang Y, Moore JP, et al: 'A chemokine receptor CCR2 allele delays HIV-1 disease progression and is associated with a CCR5 promoter mutation'. Nature Med. 1998, 4: 350-353. 10.1038/nm0398-350.
Martin MP, Dean M, Smith HW, et al: 'Genetic acceleration of AIDS progression by a promoter variant of CCR5'. Science. 1998, 282: 1907-1911.
Winkler C, Modi W, Smith HW, et al: 'Genetic restriction of AIDS pathogenesis by an SDF-1 chemokine gene variant. ALIVE Study, Hemophilia Growth and Development Study (HGDS), Multicenter AIDS Cohort Study (MACS), Multicenter Hemophilia Cohort Study (MHCS), San Francisco City Cohort (SFCC)'. Science. 1998, 279: 389-393. 10.1126/science.279.5349.389.
An P, Martin MP, Nelson GW, et al: 'Influence of CCR5 promoter haplotypes on AIDS progression in African-Americans'. Aids. 2000, 14: 2117-2122. 10.1097/00002030-200009290-00007.
Strieter RM, Polverini PJ, Arenberg DA, et al: 'Role of C-X-C chemokines as regulators of angiogenesis in lung cancer'. J Leukoc Biol. 1995, 57: 752-762.
Arenberg DA, Kunkel SL, Polverini PJ, et al: 'Interferon-gamma-inducible protein 10 (IP-10) is an angiostatic factor that inhibits human non-small cell lung cancer (NSCLC) tumorigenesis and spontaneous metastases'. J Exp Med. 1996, 184: 981-999. 10.1084/jem.184.3.981.
Moore BB, Arenberg DA, Addison CL, et al: 'Tumor angiogenesis is regulated by CXC chemokines'. J Lab Clin Med. 1998, 132: 97-103. 10.1016/S0022-2143(98)90004-X.
Wang JM, Chertov O, Proost P, et al: 'Purification and identification of chemokines potentially involved in kidney-specific metastases by a murine lymphoma variant: Induction of migration and NFKB activation'. Inlt J Cancer. 1998, 75: 900-907. 10.1002/(SICI)1097-0215(19980316)75:6<900::AID-IJC13>3.0.CO;2-6.
Muller A, Homey B, Soto H, et al: 'Involvement of chemokine receptors in breast cancer metastasis'. Nature. 2001, 410: 50-56. 10.1038/35065016.
Gordon D, Abajian C, Green P, et al: 'Consed: A graphical tool for sequence finishing'. Genome Res. 1998, 8: 195-202.
Kwok PY, Carlson C, Yager JD, et al: 'Comparative analysis of human DNA variations by fluorescence-based sequencing of PCR products'. Genomics. 1994, 23: 138-144. 10.1006/geno.1994.1469.
Ewing B, Green P: 'Base-calling of automated sequencer traces using phred. II. Error probabilities'. Genome Res. 1998, 8: 186-194.
Ewing B, Hillier L, Wendl HC, et al: 'Base-calling of automated sequencer traces using phred. II. Accuracy assessment'. Genome Res. 1998, 8: 175-185.
Nickerson DA, Tobe VO, Taylor SL, et al: 'PolyPhred: Automating the detection and genotyping of single nucleotide substitutions using fluorescence-based resequencing'. Nucleic Acids Res. 1997, 25: 2745-2751. 10.1093/nar/25.14.2745.
NTH (2001-2003), dbSNP: National Center for Biotechnology Information, National Institutes of Health, [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/]
Whitehead Institute (2001-2003), Primer 3.0: Whitehead Institute, [http://www-genome.wi.mit.edu/cgi-bin/primer/primer3_www.cgi]
Genome Sequencing Centre (2001), Exo-SAP Protocol: Genome Sequencing Center, Washington University, [http://genome.wustl.edu/tools/protocols/]
Clark VJ, Metheny N, Dean M, Peterson R: 'Statistical estimation and pedigree analysis of CCR2-CCR5 haplotypes'. Hum Genet. 2001, 108: 484-493. 10.1007/s004390100512.
Morin PA, Saiz R, Monjazeb A: 'High-throughput single nucleotide polymorphism genotyping by fluorescent 5' exonuclease assay'. Biotechniques. 1999, 544: 538-540. 542, 544.
O'Connell JR, Weeks DE: 'PEDCHECK: A program for identification of genotype incompatibilities in linkage analysis'. Am J Hum Genet. 1998, 63: 259-266. 10.1086/301904.
Guo SW, Thompson EA: 'Performing the exact test of Hardy-Weinberg proportion for multiple alleles'. Biometrics. 1992, 48: 361-372. 10.2307/2532296.
Long JC, Williams RC, Urbanek M: 'An E-M algorithm and testing strategy for multiple-locus haplotypes'. Am J Hum Genet. 1995, 56: 799-810.
Long JC: 'Multiple locus haplotype analysis (MLOCUS, OBSHAP, PAIRWISE), software and documentation distributed by the author'. 1999, Bethesda, MD, Section on Population Genetics and Linkage, Laboratory of Neurogenetics, NIAAA, National Institutes of Health
Dempster AP: 'Maximum-likelihood from incomplete data via the EM algorithm'. JR Stat Soc B. 1977, 39: 1-38.
Peterson RJ, Goldman D, et al: 'Effects of worldwide population subdivision on ALDH2 linkage disequilibrium'. Genome Res. 1999, 9: 844-852. 10.1101/gr.9.9.844.
Zhang K, Jin L: 'HaploBlockFinder: Haplotype block analyses'. Bioinformatics. 2003, 19: 1300-1301. 10.1093/bioinformatics/btg142.
Wang N, Akey JM, Zhang K, et al: 'Distribution of recombination crossovers and the origin of haplotype blocks: The interplay of population history, recombination, and mutation'. Am J Hum Genet. 2002, 71: 1227-1234. 10.1086/344398.
Daly MJ, Rioux JD, Schaffner SF, et al: 'High-resolution haplotype structure in the human genome'. Nat Genet. 2001, 29: 229-232. 10.1038/ng1001-229.
Gabriel SB, Schaffner SF, Nguyen H, et al: 'The structure of haplotype blocks in the human genome'. Science. 2002, 296: 2225-2229. 10.1126/science.1069424.
Excoffier L, Slatkin M: 'Maximum-likelihood estimation of molecular haplotype frequencies in a diploid population'. Mol Biol Evol. 1995, 12: 921-927.
Fallin D, Schork NJ: 'Accuracy of haplotype frequency estimation for biallelic loci, via the expectation-maximization algorithm for unphased diploid genotype data'. Am J Hum Genet. 2000, 67: 947-959. 10.1086/303069.
Rozas J, Rozas R: 'DnaSP version 3: An integrated program for molecular population genetics and molecular evolution analysis'. Bioinformatics. 1999, 15: 174-175. 10.1093/bioinformatics/15.2.174.
Lewontin RC: 'The interaction of selection and linkage. I. General considerations: Heterotic models'. Genetics. 1964, 49: 49-67.
Michalatos-Beloin S, Tishkoff SA, Bentley KL, et al: 'Molecular haplotyping of genetic markers 10 kb apart by allele-specific long-range PCR'. Nucleic Acids Res. 1996, 24: 4841-4843. 10.1093/nar/24.23.4841.
Tishkoff SA, Dietzsch E, Speed W, et al: 'Global patterns of linkage disequilibrium at the CD4 locus and modern human origins'. Science. 1996, 271: 1380-1387. 10.1126/science.271.5254.1380.
Clark AG, Weiss KM, Nickerson DA, et al: 'Haplotype structure and population genetic inferences from nucleotide sequence variation in human lipoprotein lipase'. Am J Hum Genet. 1998, 63: 595-612. 10.1086/301977.
Tishkoff SA, Pakstis AJ, Ruano G, Kidd KK: 'The accuracy of statistical methods for estimation of haplotype frequencies: An example from the CD4 locus'. Am J Hum Genet. 2000, 67: 518-522. 10.1086/303000.
McKeigue PM: 'Efficiency of estimation of haplotype frequencies: Use of marker phenotypes of unrelated individuals versus counting of phase-known gametes'. Am J Hum Genet. 2000, 67: 1626-1627. 10.1086/316912.
Xu W, Tse HF, Chan FH, et al: 'New Bayesian discriminator for detection of atrial tachyarrhythmias'. Circulation. 2002, 105: 1472-1479. 10.1161/01.CIR.0000012349.14270.54.
Clark AG: 'Inference of haplotypes from PCR-amplified samples of diploid populations'. Mol Biol Evol. 1990, 7: 111-122.
Stephens M, Smith NJ, Donnelly P, et al: 'A new statistical method for haplotype reconstruction from population data'. Am J Hum Genet. 2001, 68: 978-989. 10.1086/319501.